میزان متابولیسم می‌تواند مشخص کند که بدن به چه مقدار غذا نیاز دارد و با چه سرعتی می‌تواند از آن غذا برای رشد استفاده کند.
دانشمندان مدت‌هاست گمان می‌کنند دلیل اینکه جمعیت موش‌ها سریع‌تر از جمعیت فیل‌ها رشد می‌کند به متابولیسم متفاوت آن‌ها مربوط می‌شود؛ چراکه موش‌ها به دلیل اندازه‌شان، متابولیسم بسیار بالاتری دارند. درحالی‌که متابولیسم‌های بالاتر می‌تواند به معنی رشد سریع‌تر جمعیت باشد، اما نقطه‌ضعفی هم وجود دارد؛ جمعیت‌هایی دارای متابولیسم بالاتر می‌توانند به دلیل نیاز بیشترشان به منابع در توده جمعیتی بسیار کمتری منابع را مصرف کنند؛ بنابراین، جمعیت موش‌ها می‌تواند افراد بیشتری را نسبت به جمعیت فیل‌ها تاب بیاورد، اما زیست‌توده جمعیتی به‌مراتب کمتری دارند.
اما تحقیقات جدیدی که به‌وسیله دانشمندان مرکز زیست‌شناسی ژئومتریک دانشگاه موناش انجام‌شده و به‌تازگی در ژورنال Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، درک ما را از نحوه تأثیر متابولیسم بر پویایی جمعیت به چالش کشیده است و یک آزمایش نادر از نظریه فعلی را ارائه می‌دهد.
در مطالعه روی گونه‌ای دریایی به نام Bugula neritina که جانوری است که از طریق فیلتر کردن تغذیه می‌کند، مشاهده شد که افزایش اولیه میزان متابولیسم بدن با افزایش تراکم جمعیت همراه بود. پژوهشگران باور دارند این امر با فعالیت بیشتر برای جستجوی غذا ارتباط دارد.
دکتر لوکاس شوستر (Lukas Schuster)، نویسنده ارشد این مقاله از مرکز زیست‌شناسی ژئومتریک، گفت: «نتایج ما فرضی اساسی از این نظریه را نشان می‌دهد-که موجودی منابع در یک جمعیت مستقل از میزان متابولیسم است- ممکن است در دنیای واقعی پایدار نباشد.»
وی گفت: «این یافته‌ها نشان می‌دهد که جمعیت‌هایی با میزان متابولیسم نسبتاً بالا نسبت به جمعیت‌هایی با متابولیسم پایین‌تر می‌توانند منابع بیشتری را از محیط اطراف خود به دست آورند.»
وی ادامه داد: «فعالیت افزایش یافته برای کسب غذا ممکن است موجودی محلی غذا را افزایش دهد. این مسئله بدان معناست که این منابع می‌توانند تراکم جمعیتی بیشتری از آنچه پیش‌بینی شده است را حفظ کنند.»
بااین‌حال، آن‌ها دریافتند که در برخی موارد، به نظر افزایش فعالیت‌های تغذیه بی‌فایده است زیرا مصرف از میزان تجدید منابع محلی پیشی می‌گیرد. بر این اساس، در میزان متابولیسم بسیار بالا، تراکم جمعیت کاهش پیش‌بینی شده را نشان داد.
دکتر هیلی کامرون (Hayley Cameron)، از نویسندگان این مقاله و از اعضای مرکز زیست‌شناسی ژئومتریک، گفت: «به نظر می‌رسد جمعیت‌هایی دارای بالاترین میزان متابولیسم، منابع محلی خود را تمام می‌کنند، بنابراین هر افزایشی در فعالیت تغذیه دیگر فایده نداشت.»
«بنابراین، ما نشان می‌دهیم که میزان متابولیسم می‌تواند بیش‌ازاندازه افزایش یابد و این جمعیت‌ها کاهش مورد انتظار در اندازه جمعیت را نشان می‌دهند، دقیقاً همان‌گونه که نظریه پیش‌بینی می‌کند.»
وی گفت: «یافته‌های ما تأثیرات شگفتی برای پیش‌بینی این موضوع دارد که چگونه جمعیت‌های طبیعی می‌توانند به اختلالات ناشی از انسان مانند انتخاب بر اساس اندازه و تغییر آب‌وهوایی پاسخ دهند.»
«بسیاری از فرض‌ها درباره اینکه چگونه تغییرات آب‌وهوایی بر مصرف منابع جمعیت‌های آینده تأثیر می‌گذارد، بر اساس نظریه کلاسیک، اما آزمایش نشده است.»
«به همین ترتیب، گاهی اوقات ماهیگیری بر اساس انتظارات در مورد میزان متابولیسم و تقاضای منابع مدیریت می‌شود.»
این پژوهش نشان می‌دهد که نظریه بنیادی در مورد چگونگی تأثیر متابولیسم بر جمعیت‌شناسی نیاز به تجدیدنظر دارد. متابولیسم‌های بالاتر همواره سبب کاهش تراکم جمعیت نمی‌شوند و به نظر می‌رسد یک قانون کلیدی زندگی تا حدی شکسته شده است- جمعیت‌های دارای متابولیسم بالاتر می‌توانند کیک خود را داشته باشند (سریع رشد کنند) و آن را نیز بخورند (به تراکم بالا برسند) – دست‌کم تا حدی.
منبع: Monash University
Journal Reference:
Schuster, Lukas, Hayley Cameron, Craig R. White, and Dustin J. Marshall. “Metabolism Drives Demography in an Experimental Field Test.” Proceedings of the National Academy of Sciences ۱۱۸, no. 34 (August 24, 2021): e2104942118. https://doi.org/10.1073/pnas.2104942118.